高稳定性单晶硅太阳能电池
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５．９６％
以下是掺镓电池片的衰减情况：
ｌ Ｉ
光照前效率
１ ７．４１％
光照后效率（太阳光５小时）
１７．２９％
衰减比
０．６９％
Ｉ Ｉ
１、利用灯光光晒装置和太阳光照射单晶硅太阳能电池可以检查出单晶硅太阳能电池光致衰减情况，迅速 反映出掺硼单晶硅太阳能电池特别是低电阻率和由Ｎ型材料补偿为Ｐ型材料制成的太阳能电池高衰减率的情
１７９．２３６ Ｏ
７ｈ晴转多云
１７８．０５１８ｌ ０．６６％
１０ｈ晴天
１７７．４２４ １．０１％
８ｈ晴天
１７８．３０７ ０．５２％
９ｈ晴天
１７７．９４９ ０．７２％
７ｈ晴天
１７８．０２５ ０．６８％
３讨论和分析
３．１
光致衰减实验 先测试太阳能电池片的光电转换效率，记为ｒ／。太阳能电池放在特殊光源或者太阳光下照射，记录时间为
ｉｎｄｕｓｑ）
．５４．
第十届中国太阳能光伏会议论文集 Ｈｉｇｈ Ｓｔｅａｄｙ
Ｍｏｎｏ－Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ
ＷＡＮＧ Ｙｉｃｈｕａｎｌ．ＬＩ
Ｊｉａｎｌ．ＨＵＡＮＧ Ｚｈｉｇｕ０１．ｔｔｌＪ Ｅｒｙｉ ２，ＹＵ Ｃｈａ０２．ＳＨＥＮＧ Ｈａｏｐｉｎｇｓ，ＺＥＮＧ Ｓｈｉｍｉｎｇ（．ＺＨＡＮＧ Ｇｕａｎｇｃｈｕｎｌ．ＳＨ Ｉ Ｚｈｅｎｇｒｏｎ９１
ｉｎ ｔｈｅ ｄａｒｋｎｅｓｓ ｕｎｔｉｌ
ｓｔａｂｌｅ
ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｓ ｒｅａｃｈｅｄ．Ｔｈｉｓ ｅｆｆｅｃｔ，ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｃａｌｌｅｄ
ｔｏ
ＬＩＤ（Ｌｉｇｈｔ ｉｎｄｕｃｅｄ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ），ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｎｏｗ ｋｎｏｗｎ ｆｏｒ ａｌｍｏｓｔ ３０ ｙｅａｒｓ，ｉｓ ｄｕｅ
ｏｎ
ｃａｒｒｉｅｒ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｖｏｉｄ ｔｈｉｓ ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｔｈｅ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ．ｇｒｏｗｎ ｓｉｌｉｃｏｎ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｌｓｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ＬＩＤ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ
（１ Ｓｕｎｔｅｃｈ Ｐｏｗｅｒ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｗｕｘｉ，２１４０２８） （２ Ｌｕｏｙａｎｇ Ｓｕｎｔｅｃｈ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ｈｅｎａｎ，Ｌｕｏｙａｎｇ，４７１０００） （３ Ｔｉａｎｊｉｎ ＨｕａｎＯｕ Ｓｅｍｉ．ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ，３０００００） （４．Ｓｕｎｌｉｇｈｔ Ｇｒｏｕｐ Ｉｎｃ．（Ｃｈｉｎａ），Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ，２１３０００）
Ｔ，将光照后的单晶硅太阳能电池的光致转换效率记为ｒ／’。则
衰减率：塑：—１７－－—７７＇
ｒ／ １７
以下是典型的几种掺硼单晶硅太阳能电池片的衰减情况：
光照前效率 Ａ样品 Ｂ样品 Ｃ样品
１６．８２％ １６．８２％ １７．１ｌ％
光照后效率（太阳光５小时）
１４．７７％ １６．３４％ １６．０９％
衰减比
１２．１９％ ２．８９％
太阳能电池晶硅材料的研发及产业化应用”科技支撑项目（即原来的科技攻关计划）ｏ主要内容有：
（１）美晶公司负责提供各种要求的掺镓单晶硅片。 （２）尚德公司负责生产掺镓单晶硅电池，并进行掺镓单晶硅太阳能电池的光致衰减实验。
（３）尚德公司用未做光致衰减实验的掺镓单晶硅太阳能电池做成组件进行光致衰减实验。
硅棒、硅片方面的数据如下：
头部电阻率／尾部电阻 晶体编号 率（仪器：四探针，单 位：Ｑ．ｃｉＴＩ）
０３—３５．０６ ０４．３５．０１ １．１，０．３ １．６／０．３ １．９／０．３ １．７，０．３
备注
切片成品数（片） ＷＴ－１０００Ｂ，单位：ＵＳ）
硅片制绒钝化少子寿命抽测（仪器：
完整拉出约１．１．１．２ｍ 完整拉出约１．１．１．２ｍ 完整拉出约１．１．１．２ｍ 完整拉出约１．１．１．２ｍ
关键词
ｃｚ单晶硅，太阳能电池，镓，光致衰减
１引
言
在去年１２月无锡召开的中国光伏产业国际竞争力高峰论坛上，尚德电力控股有限公司张广春副总做了《太
阳能电池和组件的电性能光致衰减的实例与分析》报告，反映了尚德公司在克服单晶硅太阳能电池光致衰减的
研发方面的进展。我们认为要解决单晶硅太阳能电池光致衰减问题，按照“硼氧复合体是导致单晶硅太阳能电 池衰减”的理论来看，用少掺硼，降低氧含量，或者完全不掺硼（用掺镓或者铟代替硼）的单晶硅来生产单晶
ａｎｄ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ
ｏｎ
Ｇａ－－ｄｏｐｅｄ ｓｉｌｉｃｏｎ．
ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ ａｎｄ ｍｏｄｕｌｅ
ＧHale Waihona Puke Baidu－ｄｏｐｅｄ Ｃｚ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ
Ｃｚ—Ｍｏｎｏｃｒｙｓｔａｌ ｓｉｌｉｃｏｎ，ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ
Ｇａ，ＬＩＤ（Ｌｉｇｈｔ
ｉｎｄｕｃｅｄ Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）
况。应该指出这种试验的可操作性很好、方便、易行，不必封装成组件来检查，但这个也存在这样的一个问题： 单晶硅太阳能电池暴露在空气中接受３０分钟到４小时的一定强度的光照且温度会达到７０．８０度，在此条件下，
品体硅太阳电池及材料
５３
空气中的水气和氧气其他气体作用会对电极产生作用，增大串联电阻，使输出特性变差，导致光电转换效率下 降。掺镓单晶硅太阳能电池通过光照试验出现的光电转换效率降低属于此种情况。 ２、２００７年在全世界光伏组件供应商中，美国ＧＥ公司第一次承认在组件开始使用几天内．由于ＬＩＤ（Ｌｉｇｈｔ ｉｎｄｕｃｅｄＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）光诱导衰减现象组件会有衰减．衰减率在３％以内。即ＧＥ公司的组件早期衰减率不会超 过３％。而ＩＥＣ６１２１５：１９９３《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型》室外暴露试验规定，组件受到的总辐 射量为６０ｋｗｈｍ ２，衰减辛不超过５％，由此可见．ＧＥ公司的要求已经严于ＩＥＣ６１２１５的要求了。 尚德公司未接受预先光照的掺镓单晶硅太阳能电池组件在０８年５月份在无锡接受了４１小时室外太阳光照 射试验。这几天几乎都是晴朗少云的天气，这六天内组件衰减率几乎都在１％以内，而组件测试仪器８ｅｒｇｅｒ的
硅太阳能电池是可以减少衰减的。考虑到组件生产过程中要求单晶硅太阳能电池衰减率的一致性。我们决定采 用掺镓单晶硅来生产衰减受控、低衰减率或零衰减率单晶硅太阳能电池。
２实验方法
尚德公司先后与天津市环欧半导体技术有限公司，常州美晶太阳能材料有限公司合作，研发，生产单晶硅 太阳能电池。特别是与常州美晶太阳能材料有限公司合作，发挥各自优势联合向江苏省科技厅申报了“低衰减
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ
ａｒｅ
ｏｎ
ｂｏｒｏｎ—ｄｏｐｅｄ
Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ－ｇｒｏｗｎ ｓｉｌｉｃｏｎ（Ｃｚ—Ｓｉ）ｄｅｇｒａｄｅ ｉｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗｈｅｎ
ａ
ｅｘｐｏｓｅｄ
ｔｏ
ｌｉｇｈｔ ｏｒ ｍｉｎｏｒｉｔｙ ｃａｒｒｉｅｒｓ
ｉｎｊｅｃｔｅｄ
ＮＣｅｌｌ ０．１７０３ ０．１７０７ ０．１７２５ ０．１７１７
７８．２６
７８．０２ ７８．０９
全部平均
我们随机从上面三批电池片中各抽取１０片做光衰减实验，衰减条件为模拟太阳光灯箱，光照强度约为１ 个太阳。衰减结果见下面的图表：（所有数据都是使用Ｂｅｒｇｅｒ测试仪器在光谱ＡＭｌ．５Ｇ辐照度１０００Ｗ／ｍ２，温 度２５℃下进行测试）
初始 效率 衰减率
１７．４ｌ％ Ｏ ２０ｒａｉｎ １７．４０％ Ｏ．０６％
２０ｍｉｎ
１７．３７％ Ｏ．２１％
２０ｍｉｎ
１７．３４％ ０．３８％
６０ｍｉｎ
１７．３２％ Ｏ．５ｌ％
６０ｍｉｎ １７．３０％ Ｏ．６０％
６０ｍｉｎ
１７．２９％ Ｏ．６６％
组件方面我们做了几块组件，取其中一块组件的数据如下：
初始 效率 衰减率
ｌ ２ ３
Ｕｏｃ（Ｖ）
０．６２９ ０．６２９ｌ ０．６２６７ ０．６２７４
Ｉｓｃ（Ａ）
５．１４２６ ５．１５１５ ５．２４１８ ５．２０７ｌ
Ｒｓ（ｎ）
０．００１６０１６ ０．００５９３３ ０．００６５２１ ０．００６３４９
Ｒｓｈ（Ｑ）
３３．６９ ３５．８９ ６１．６６ ５３．６６
ＦＦ（％）
７８．２１
可重复性为≤２％．因此可以认为基本没有衰减。
３、关于掺镓的情况有的文章认为“掺＿八镓或铟可能成本不会太高．并将会消除这种衰减效应，但很难进 行。镓和锢在晶体内电阻率变化会很大，因此使用这些元素比使用硼要复杂的多”。实际上，拉出单晶棒纵向 电阻宰变化不是很大．硅片上径向电阻率变化≤２０％，由于镓的分凝系数较小，只有０００８，尾部电阻率偏低 一些．但这部分切的硅片并不是很多。总所周知，用掺硼低电阻率硅片所做的电池衰减率远大于３％，而用掺 镓的低电阻率制成太阳能电池衰减率≤１％，而且平均光电转换效率也达Ｉ ７ ０３％，完全可以接受，可以断言， 在当前通用工艺条件下，掺镓硅片既可以享受由低电阻率条件制作较高效太阳能电池之利，又全无光致衰减带 来的光电转换效率降低的烦恼．是一种性价比较高的单晶硅太阳能电池。 镓在半导体产业发展过程中产生过非常重要的作用。在上世纪低频大功率合金晶体管生产过程中作为Ｐ 型杂质广泛用于双温区镓扩散，作为ＮＰＮ晶体管结构的基区扩散．现在作为ＧａＡｓ、ＧａＮ半导体材料主要组
摘
要
对于硼掺杂的ｃｚ法生长的单晶硅太阳能电池，当它暴露于光照或在黑暗中注入少数载流子时，电池性能会衰 减，并最终达到一个稳定的效率。这种通常叫做光致衰减的现象为人们所熟知已经快３０年了，其原因是ｃｚ 硅材料替位硼和间隙氧在光照或载流子注入的情况下形成了亚稳态深能级缺陷，降低少数载流子寿命和扩散 长度。为避免这种情况，本文研究了掺镓Ｃｚ法生长的单晶硅太阳能电池制作和表征，并介绍了掺镓单晶硅太 阳能电池和组件的光致衰减的特性。
宣ｉｉＩ
＿
－－
ｉｌａ
晶体硅太阳电池及材料．５１． ［｜宣ｉｉｉｉｉ置ｉｉｉｉ皇
高稳定性单晶硅太阳能电池
汪义川１，李剑１，黄治国１，吴而义２，俞超２，沈浩平３，曾世铭４，张光春１，施正荣１
（．１．尚德电力控股有限公司，江苏，无锡，２１４０２８，２．洛阳尚德太阳能电力有限公司，河南，洛阳，４７１０００ 半导体技术有限公司，天津，３０００００ ４．常州美晶太阳能材料有限公司，江苏，２１３０００） ３．天津市环欧
３２３５ ３２９１ ３４４８ ２８１６
４９．１８７
３ｌ一２５５ ２９—４４８ ４８—２０７
０４．３５．０２ ０４—３５．０３
．５２．第十届中国太阳能光伏会议论文集 电池方面的数据如下：（采用Ｂｅｒｇｅｒ测试仪器在光谱ＡＭＩ．５Ｇ，辐照度１０００Ｗ／ｍ２，温度２５０Ｃ下进行测试）
电阻率范围（Ｑ．ｃｍ）
ｄｅｆｅｃｔ ｉｎ ｔＩｌｅ Ｃｚ．Ｓｉ ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅ
ｔｈｅ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｏｆ
ａ
ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｄｅｅｐ ｌｅｖｅｌ
ｍｅｔａｓｔａｂｌｅ
ｂｏｒｏｎ
ａｎｄ ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ ｏｘｙｇｅｎ，ｗｈｉｃｈ ｒｅｄｕｃｅ
ｌｉｆｅｔｉｍｅ ａｎｄ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ｍｉｎｏｒｉｔｙ
成部分之一。
４结论
（１）在单晶硅太阳能电池工艺生产过程中，应由
，■
ｆ２）由于掺镓单晶硅太阳能电池在降低光致衰减的诸多优点，我们将其定义为零衰减率单晶硅太阳能电 （３）今后进一步加强接镓单晶、掺镓单晶硅及组件的研究，将其转化为重大生产力
参考文献
２００８ ３
ＰＨＯＴＯＮｈｋⅧｍｉｏｎ目Ａ ｃａｌｌｆｏｒ ｑｕａｌｔｒ（Ｐｏｗ口１％ｓｆｒｏｍ ｃｖ／ｓｔａｌｌｍｅｍｏｄｕｌｅ ｄｅｇ［ａｄａｕｏｎ ｃａｕｓ％ａ ｂｉｇ ｈｅａｄａｃｈｅｆｏｒｔｈｅ
以下是掺镓电池片的衰减情况：
ｌ Ｉ
光照前效率
１ ７．４１％
光照后效率（太阳光５小时）
１７．２９％
衰减比
０．６９％
Ｉ Ｉ
１、利用灯光光晒装置和太阳光照射单晶硅太阳能电池可以检查出单晶硅太阳能电池光致衰减情况，迅速 反映出掺硼单晶硅太阳能电池特别是低电阻率和由Ｎ型材料补偿为Ｐ型材料制成的太阳能电池高衰减率的情
１７９．２３６ Ｏ
７ｈ晴转多云
１７８．０５１８ｌ ０．６６％
１０ｈ晴天
１７７．４２４ １．０１％
８ｈ晴天
１７８．３０７ ０．５２％
９ｈ晴天
１７７．９４９ ０．７２％
７ｈ晴天
１７８．０２５ ０．６８％
３讨论和分析
３．１
光致衰减实验 先测试太阳能电池片的光电转换效率，记为ｒ／。太阳能电池放在特殊光源或者太阳光下照射，记录时间为
ｉｎｄｕｓｑ）
．５４．
第十届中国太阳能光伏会议论文集 Ｈｉｇｈ Ｓｔｅａｄｙ
Ｍｏｎｏ－Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ
ＷＡＮＧ Ｙｉｃｈｕａｎｌ．ＬＩ
Ｊｉａｎｌ．ＨＵＡＮＧ Ｚｈｉｇｕ０１．ｔｔｌＪ Ｅｒｙｉ ２，ＹＵ Ｃｈａ０２．ＳＨＥＮＧ Ｈａｏｐｉｎｇｓ，ＺＥＮＧ Ｓｈｉｍｉｎｇ（．ＺＨＡＮＧ Ｇｕａｎｇｃｈｕｎｌ．ＳＨ Ｉ Ｚｈｅｎｇｒｏｎ９１
ｉｎ ｔｈｅ ｄａｒｋｎｅｓｓ ｕｎｔｉｌ
ｓｔａｂｌｅ
ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｓ ｒｅａｃｈｅｄ．Ｔｈｉｓ ｅｆｆｅｃｔ，ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｃａｌｌｅｄ
ｔｏ
ＬＩＤ（Ｌｉｇｈｔ ｉｎｄｕｃｅｄ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ），ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｎｏｗ ｋｎｏｗｎ ｆｏｒ ａｌｍｏｓｔ ３０ ｙｅａｒｓ，ｉｓ ｄｕｅ
ｏｎ
ｃａｒｒｉｅｒ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｖｏｉｄ ｔｈｉｓ ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｔｈｅ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ．ｇｒｏｗｎ ｓｉｌｉｃｏｎ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｌｓｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ＬＩＤ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ
（１ Ｓｕｎｔｅｃｈ Ｐｏｗｅｒ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｗｕｘｉ，２１４０２８） （２ Ｌｕｏｙａｎｇ Ｓｕｎｔｅｃｈ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ｈｅｎａｎ，Ｌｕｏｙａｎｇ，４７１０００） （３ Ｔｉａｎｊｉｎ ＨｕａｎＯｕ Ｓｅｍｉ．ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ，３０００００） （４．Ｓｕｎｌｉｇｈｔ Ｇｒｏｕｐ Ｉｎｃ．（Ｃｈｉｎａ），Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ，２１３０００）
Ｔ，将光照后的单晶硅太阳能电池的光致转换效率记为ｒ／’。则
衰减率：塑：—１７－－—７７＇
ｒ／ １７
以下是典型的几种掺硼单晶硅太阳能电池片的衰减情况：
光照前效率 Ａ样品 Ｂ样品 Ｃ样品
１６．８２％ １６．８２％ １７．１ｌ％
光照后效率（太阳光５小时）
１４．７７％ １６．３４％ １６．０９％
衰减比
１２．１９％ ２．８９％
太阳能电池晶硅材料的研发及产业化应用”科技支撑项目（即原来的科技攻关计划）ｏ主要内容有：
（１）美晶公司负责提供各种要求的掺镓单晶硅片。 （２）尚德公司负责生产掺镓单晶硅电池，并进行掺镓单晶硅太阳能电池的光致衰减实验。
（３）尚德公司用未做光致衰减实验的掺镓单晶硅太阳能电池做成组件进行光致衰减实验。
硅棒、硅片方面的数据如下：
头部电阻率／尾部电阻 晶体编号 率（仪器：四探针，单 位：Ｑ．ｃｉＴＩ）
０３—３５．０６ ０４．３５．０１ １．１，０．３ １．６／０．３ １．９／０．３ １．７，０．３
备注
切片成品数（片） ＷＴ－１０００Ｂ，单位：ＵＳ）
硅片制绒钝化少子寿命抽测（仪器：
完整拉出约１．１．１．２ｍ 完整拉出约１．１．１．２ｍ 完整拉出约１．１．１．２ｍ 完整拉出约１．１．１．２ｍ
关键词
ｃｚ单晶硅，太阳能电池，镓，光致衰减
１引
言
在去年１２月无锡召开的中国光伏产业国际竞争力高峰论坛上，尚德电力控股有限公司张广春副总做了《太
阳能电池和组件的电性能光致衰减的实例与分析》报告，反映了尚德公司在克服单晶硅太阳能电池光致衰减的
研发方面的进展。我们认为要解决单晶硅太阳能电池光致衰减问题，按照“硼氧复合体是导致单晶硅太阳能电 池衰减”的理论来看，用少掺硼，降低氧含量，或者完全不掺硼（用掺镓或者铟代替硼）的单晶硅来生产单晶
ａｎｄ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ
ｏｎ
Ｇａ－－ｄｏｐｅｄ ｓｉｌｉｃｏｎ．
ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ ａｎｄ ｍｏｄｕｌｅ
ＧHale Waihona Puke Baidu－ｄｏｐｅｄ Ｃｚ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ
Ｃｚ—Ｍｏｎｏｃｒｙｓｔａｌ ｓｉｌｉｃｏｎ，ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ
Ｇａ，ＬＩＤ（Ｌｉｇｈｔ
ｉｎｄｕｃｅｄ Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）
况。应该指出这种试验的可操作性很好、方便、易行，不必封装成组件来检查，但这个也存在这样的一个问题： 单晶硅太阳能电池暴露在空气中接受３０分钟到４小时的一定强度的光照且温度会达到７０．８０度，在此条件下，
品体硅太阳电池及材料
５３
空气中的水气和氧气其他气体作用会对电极产生作用，增大串联电阻，使输出特性变差，导致光电转换效率下 降。掺镓单晶硅太阳能电池通过光照试验出现的光电转换效率降低属于此种情况。 ２、２００７年在全世界光伏组件供应商中，美国ＧＥ公司第一次承认在组件开始使用几天内．由于ＬＩＤ（Ｌｉｇｈｔ ｉｎｄｕｃｅｄＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）光诱导衰减现象组件会有衰减．衰减率在３％以内。即ＧＥ公司的组件早期衰减率不会超 过３％。而ＩＥＣ６１２１５：１９９３《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型》室外暴露试验规定，组件受到的总辐 射量为６０ｋｗｈｍ ２，衰减辛不超过５％，由此可见．ＧＥ公司的要求已经严于ＩＥＣ６１２１５的要求了。 尚德公司未接受预先光照的掺镓单晶硅太阳能电池组件在０８年５月份在无锡接受了４１小时室外太阳光照 射试验。这几天几乎都是晴朗少云的天气，这六天内组件衰减率几乎都在１％以内，而组件测试仪器８ｅｒｇｅｒ的
硅太阳能电池是可以减少衰减的。考虑到组件生产过程中要求单晶硅太阳能电池衰减率的一致性。我们决定采 用掺镓单晶硅来生产衰减受控、低衰减率或零衰减率单晶硅太阳能电池。
２实验方法
尚德公司先后与天津市环欧半导体技术有限公司，常州美晶太阳能材料有限公司合作，研发，生产单晶硅 太阳能电池。特别是与常州美晶太阳能材料有限公司合作，发挥各自优势联合向江苏省科技厅申报了“低衰减
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ
ａｒｅ
ｏｎ
ｂｏｒｏｎ—ｄｏｐｅｄ
Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ－ｇｒｏｗｎ ｓｉｌｉｃｏｎ（Ｃｚ—Ｓｉ）ｄｅｇｒａｄｅ ｉｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗｈｅｎ
ａ
ｅｘｐｏｓｅｄ
ｔｏ
ｌｉｇｈｔ ｏｒ ｍｉｎｏｒｉｔｙ ｃａｒｒｉｅｒｓ
ｉｎｊｅｃｔｅｄ
ＮＣｅｌｌ ０．１７０３ ０．１７０７ ０．１７２５ ０．１７１７
７８．２６
７８．０２ ７８．０９
全部平均
我们随机从上面三批电池片中各抽取１０片做光衰减实验，衰减条件为模拟太阳光灯箱，光照强度约为１ 个太阳。衰减结果见下面的图表：（所有数据都是使用Ｂｅｒｇｅｒ测试仪器在光谱ＡＭｌ．５Ｇ辐照度１０００Ｗ／ｍ２，温 度２５℃下进行测试）
初始 效率 衰减率
１７．４ｌ％ Ｏ ２０ｒａｉｎ １７．４０％ Ｏ．０６％
２０ｍｉｎ
１７．３７％ Ｏ．２１％
２０ｍｉｎ
１７．３４％ ０．３８％
６０ｍｉｎ
１７．３２％ Ｏ．５ｌ％
６０ｍｉｎ １７．３０％ Ｏ．６０％
６０ｍｉｎ
１７．２９％ Ｏ．６６％
组件方面我们做了几块组件，取其中一块组件的数据如下：
初始 效率 衰减率
ｌ ２ ３
Ｕｏｃ（Ｖ）
０．６２９ ０．６２９ｌ ０．６２６７ ０．６２７４
Ｉｓｃ（Ａ）
５．１４２６ ５．１５１５ ５．２４１８ ５．２０７ｌ
Ｒｓ（ｎ）
０．００１６０１６ ０．００５９３３ ０．００６５２１ ０．００６３４９
Ｒｓｈ（Ｑ）
３３．６９ ３５．８９ ６１．６６ ５３．６６
ＦＦ（％）
７８．２１
可重复性为≤２％．因此可以认为基本没有衰减。
３、关于掺镓的情况有的文章认为“掺＿八镓或铟可能成本不会太高．并将会消除这种衰减效应，但很难进 行。镓和锢在晶体内电阻率变化会很大，因此使用这些元素比使用硼要复杂的多”。实际上，拉出单晶棒纵向 电阻宰变化不是很大．硅片上径向电阻率变化≤２０％，由于镓的分凝系数较小，只有０００８，尾部电阻率偏低 一些．但这部分切的硅片并不是很多。总所周知，用掺硼低电阻率硅片所做的电池衰减率远大于３％，而用掺 镓的低电阻率制成太阳能电池衰减率≤１％，而且平均光电转换效率也达Ｉ ７ ０３％，完全可以接受，可以断言， 在当前通用工艺条件下，掺镓硅片既可以享受由低电阻率条件制作较高效太阳能电池之利，又全无光致衰减带 来的光电转换效率降低的烦恼．是一种性价比较高的单晶硅太阳能电池。 镓在半导体产业发展过程中产生过非常重要的作用。在上世纪低频大功率合金晶体管生产过程中作为Ｐ 型杂质广泛用于双温区镓扩散，作为ＮＰＮ晶体管结构的基区扩散．现在作为ＧａＡｓ、ＧａＮ半导体材料主要组
摘
要
对于硼掺杂的ｃｚ法生长的单晶硅太阳能电池，当它暴露于光照或在黑暗中注入少数载流子时，电池性能会衰 减，并最终达到一个稳定的效率。这种通常叫做光致衰减的现象为人们所熟知已经快３０年了，其原因是ｃｚ 硅材料替位硼和间隙氧在光照或载流子注入的情况下形成了亚稳态深能级缺陷，降低少数载流子寿命和扩散 长度。为避免这种情况，本文研究了掺镓Ｃｚ法生长的单晶硅太阳能电池制作和表征，并介绍了掺镓单晶硅太 阳能电池和组件的光致衰减的特性。
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晶体硅太阳电池及材料．５１． ［｜宣ｉｉｉｉｉ置ｉｉｉｉ皇
高稳定性单晶硅太阳能电池
汪义川１，李剑１，黄治国１，吴而义２，俞超２，沈浩平３，曾世铭４，张光春１，施正荣１
（．１．尚德电力控股有限公司，江苏，无锡，２１４０２８，２．洛阳尚德太阳能电力有限公司，河南，洛阳，４７１０００ 半导体技术有限公司，天津，３０００００ ４．常州美晶太阳能材料有限公司，江苏，２１３０００） ３．天津市环欧
３２３５ ３２９１ ３４４８ ２８１６
４９．１８７
３ｌ一２５５ ２９—４４８ ４８—２０７
０４．３５．０２ ０４—３５．０３
．５２．第十届中国太阳能光伏会议论文集 电池方面的数据如下：（采用Ｂｅｒｇｅｒ测试仪器在光谱ＡＭＩ．５Ｇ，辐照度１０００Ｗ／ｍ２，温度２５０Ｃ下进行测试）
电阻率范围（Ｑ．ｃｍ）
ｄｅｆｅｃｔ ｉｎ ｔＩｌｅ Ｃｚ．Ｓｉ ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅ
ｔｈｅ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｏｆ
ａ
ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｄｅｅｐ ｌｅｖｅｌ
ｍｅｔａｓｔａｂｌｅ
ｂｏｒｏｎ
ａｎｄ ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ ｏｘｙｇｅｎ，ｗｈｉｃｈ ｒｅｄｕｃｅ
ｌｉｆｅｔｉｍｅ ａｎｄ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ｍｉｎｏｒｉｔｙ
成部分之一。
４结论
（１）在单晶硅太阳能电池工艺生产过程中，应由
，■
ｆ２）由于掺镓单晶硅太阳能电池在降低光致衰减的诸多优点，我们将其定义为零衰减率单晶硅太阳能电 （３）今后进一步加强接镓单晶、掺镓单晶硅及组件的研究，将其转化为重大生产力
参考文献
２００８ ３
ＰＨＯＴＯＮｈｋⅧｍｉｏｎ目Ａ ｃａｌｌｆｏｒ ｑｕａｌｔｒ（Ｐｏｗ口１％ｓｆｒｏｍ ｃｖ／ｓｔａｌｌｍｅｍｏｄｕｌｅ ｄｅｇ［ａｄａｕｏｎ ｃａｕｓ％ａ ｂｉｇ ｈｅａｄａｃｈｅｆｏｒｔｈｅ